Импульсный преобразователь постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 659 02 М 3/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕТ СССР И ОТНРЫТ РЕТЕН НИЕ АВТОРСИО ЕТЕЛЬСТВУ 22(71 ордтиче ский (72) Сл Ж 3838332/24-0704.01.8523,10,86, Бюл, 9 39Московский ордена Ленинатябрьской Революции энеринститутО,Г,Булатоляков, В ов, А.Т Мдзинаришвили,(56) Авторское свидетельство СССР Р 782077, кл. Н 02 М 3/135, 1980,Авторское свидетельство СССР У 980230, кл, Н 02 М 3/135, 1982,Авторское свидетельство СССР Р 1064389, кл. Н 02 М 3/135, 1982.Авторское свидетельство СССР Р 877736, кл, Н 02 М 3/135,1981,(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАХЕЛЪ ПОСТОЯННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителей с активно-индуктивным характером нагрузки. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования тока при минимальных массогабаритных показателях. Преобразователь содержит соединенные последовательно с источником питания и нагрузкой однофазный тиристорный мост с конденсатором 6 в егодиагонали и индуктивный накопительэнергии, а также обратные вентили 9,.10 и дополнительно введенный тиристор 11. Индуктивный накопитель энергии выполнен в виде последовательносоединенных дросселей 7, 8, к точкесоединения которых подключен анод тиристора 11, Катоды вентиля 9 и тиристора 11 подключены к положительномувходному выводу преобразователя,.Вентиль 10 включен между отрицательнымвходным выводом преобразователя и точкой соединения тиристорного моста синдуктивным накопителем энергии. Указанное выполнение индуктивного накопителя и введение тиристора 11 позволяет осуществить регулирование выходного тока и напряжения как широтным,так и частотным способами, изменяячастоту переключения тиристоров 2, 5и 3, 4 указанного моста. При этом тиристор 11 либо постоянно закрыт, либовключается с постоянной временной задержкой. Полный диапазон регулирова-.ния получают путем одновременного изменения частоты переключения тиристоров и времени задержки. 2 ил.30 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителейс активно-индуктивным характером нагрузки, например для питания обмотоквозбуждения синхронных машин или машин постоянного тока,Цель изобретения - расширение диапазона регулирования тока при мини 1 Омальных массогабаритных показателяхпреобразователя,На фцг,1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 -временные диаграммы, поясняющие его15работу,Импульсный преобразователь постоянного тока содержит (фиг.1) включенные последовательно с источникомпитания Е и нагрузкой 1 одцофазный20мост ца тцристорах 2-5 с конденсатором 6 в диагонали и индуктивный накопитель ца двух последовательно соединенных дросселях 7 и 8. Обратный вентиль 9 шунтирует мост ца тиристорах2-5 и индуктивный накопитель на дросселях 7 ц 8, обратный вентиль 10нагрузку 1 и индуктивный накопительца дросселях 7 и 8, а тиристор 11шуцтирует в обратном направлениидроссель 7 и мост на тиристорах 2"5.Преобразователь работает следующимобразом,К моменту , (фиг,2) конденсатор6 заряжен до напряжения источника питания Е, Ток нагрузки замыкается че- З 5рез обратный вентиль 10 и индуктивныйнакопитель ца дросселях 7 и 8. В момент 1:т, включаются тиристоры 2 и 5,и конденсатор начинает перезаряжатьсяпо двум контурам, Первый (контур тока 40нагрузки) включает последовательносоединенные источник питания Е, тиристот 2, конденсатор 6, тиристор 5,дроссели 7 и 8 и нагрузку 1, а второй(1,С-контур) - последовательно соедицепные конденсатор 6, тиристор 5,дроссели 7 и 8, вентиль 9 и тиристор2. Ток, протекающий через конденсатор6 и индуктивный накопитель на дросселях 7 и 8, равен сумме токов, протекающих через нагрузку 1 и вентиль 9(з., = Х + х ). В момент , (с за-.держкой , относительно тиристоров 2и 5) включается тиристор 11. Конденсатор продолжает перезаряжаться током 55нагрузки и током, протекающим черезтиристор 11, по контуру конденсаторб - тпристор 5 - дроссель 7 - тиристор 11 - тиристор 2 - конденсатор б. В интервале с, -конденсатор 6 перезаряжается (по 1,С-контуру) только через один дроссель 7 индуктивного накопителя, причем индуктивность дросселя 7 меньше индуктивности дросселя 8. Поэтому процесс перезаряда конденсатора 6 ускоряется. В интервале г., - , ток дросселя 8 примерно постоянен, равен величине тока конденсатора в момент , /(1,а ) и замыкается по контуру тока нагрузки и по контуру: дроссель 8 - вентиль 9 - тиристор 11 Иьс,-1, =1 со 1 н )В момент, кода напряжение на конденсаторе 6 меняет знак, ток перезаряда конденсатора 6 начинает уменьшаться, В моментток перезаряда конденсатора 6 становится равным току дросселя 8 (., = , ж 1, ), тиристор 1 1 обесточивается и к нему приклады" вается обратное напряжение, Перезаряд конденсатора 6 также, как и в интервале 1 - С протекает по контуру тока нагрузки и по ЬС-контуру через вентиль 9, В момент с конденсатор перезаряжается до напряжения питания Е, тиристоры 2 и 5 запираются и ток нагрузки замыкается через дроссели 7 и 8 и обратный вентиль 10,При .включении следующей парь; тиристоров 3 и 4 процессы в преобразователе повторяются. Выходной ток 1 и напряжение Б можно регулировать как широтцым способом, изменяя время задержкимежду моментами включения тиристоров 2, 5 (д, ) и 11 (хн ) 3, 4 и 11) при постоянной частоте переключения тиристоров 2, 5 и 3, 4 (1 у ) (Гт1= сопзй) так и частотным спо 2 Тсобом, изменяя частоту переключения тиристоров 2, 5 и 3, 4. При этом тиристор 11 либо постоянно закрыт, либо включается с постоянной временной задержкой (1 = сопят). Диапазон изменения тока нагрузки, при постоянном активном сопротивлении нагрузки, для частотного способа регулирования (тиристор 11 постоянно закрыт) равен1 й мак 4. т масс1) еу иищ т ивгде 1 н мак и 1 н и, - соответственно максимальное и минимальное1265939 4стотного регулирования тиристор 11 неотпирается (что соответствует максимальной продолжительности импульсанапряжения на нагрузке й), а во втором время задержки равно нулю (продолжительность импульса напряженияна нагрузке 1 минимальная).Полный диапазон регулирования напряжения можно получить, изменяя одновременно как частоту переключениятиристоров Г так и время задержкиТакое регулирование позволяет реализовать оптимальную регулировочнуюхарактеристику преобразователя.Ф Н Иакео 1.д+ 1) 1.,1 н мнн значения тока нагрузки при частотном регулировании;мальная и минимальная частоты переключения тиристордв. 5Для широтного способа регулирования (при условии, что амплитуда тока ЕС-контура значительно превышает ток нагрузки) диапазон изменения тока нагрузки равен 30 где н макс, и 1 н мин, 5ственно максимальное и минимальное Формула изобретениязначения тока нагрузки при широтном регулировании;и Б виндуктивности дроссепей 7 и 8,Комбинация различных способов регулирования позволяет существенно расширить диапазон регулирования тока и напряжения. Полный диапазон регулирования тока при условии 1 нмн = 1 н, равен Р =Р Р ----- н+ 1,Г мокс1 ыЬ,Полный диапазон регулирования мож но обеспечить, разделив его на двадиапазона. В первом диапазоне регулирование обеспечивается частотнымспособом (тиристор 11 постоянно закрыт), а во вторОм при минимальнОЙ дчастоте переключения тиристоров Г,широтным способом.Преобразователь позволяет такжереализовать двухдиапаэонное частотноерегулирование: в первом диапазоне чаИмпульсный преобразователь постоянного тока, содержащий последовательно соединенные с источником питания и нагрузкой однофазный тиристорный мост с конденсагором в диагонали и индуктивный накопитель энергии, а также два обратных вентиля, один из которых шунтирует в обратном направлении тиристорный мост и индуктивный накопитель, а другой - индуктивный накопитель и цепь нагрузки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования при минимальных массогабаритных показателях преобразователя, индуктивный накопитель энергии выполнен в виде двух последовательно соединенных дросселей, а в преобразователь введен дополнительный тиристор, подключенный к общей .точке соединения дросселей и шунтирующий в обратном направлении тиристорный мост и один из дросселей.ж е 5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна Заказ 5678/55 ВНИИПИ Госу по делам 113035, МоскТираж 631 Подпирственного комитета СССРизобретений и открытий